本發(fā)明涉及封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體以及封孔蜂窩單元。更加詳細(xì)而言,涉及能夠?qū)崿F(xiàn)PM堆積極限的提高的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體以及封孔蜂窩單元。
背景技術(shù):
從對(duì)地球環(huán)境的影響、資源節(jié)約的觀點(diǎn)來看,近年來要求汽車的燃料消耗率減少。因此,處于使用直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等熱效率良好的內(nèi)燃機(jī)作為汽車用的動(dòng)力源的趨勢(shì)。
另一方面,在這些內(nèi)燃機(jī)中,燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的燃燒殘?jiān)漠a(chǎn)生成為問題。從大氣環(huán)境的觀點(diǎn)來看,需要如下對(duì)策:除去廢氣所含的有毒成分的同時(shí),不將煤煙(煤,smoke)、灰燼(灰,ash)等粒子狀物質(zhì)(以下,存在稱為“PM”的情況)釋放至大氣。
特別地,關(guān)于從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)除去所排出的PM的限制處于在世界范圍內(nèi)被強(qiáng)化的趨勢(shì)。而且,作為用于除去PM的捕集過濾器(以下,存在稱為“DPF”的情況),蜂窩結(jié)構(gòu)的壁流式廢氣凈化過濾器的使用備受矚目,提出了各種系統(tǒng)。上述DPF通常是通過多孔質(zhì)的隔壁劃分形成有成為流體的流路的多個(gè)隔室,交替地對(duì)隔室進(jìn)行封孔,從而構(gòu)成隔室的多孔質(zhì)的隔壁發(fā)揮過濾器的作用的結(jié)構(gòu)。存在將多個(gè)隔室通過多孔質(zhì)的隔壁而劃分形成的柱狀的結(jié)構(gòu)體稱為“蜂窩結(jié)構(gòu)體”的情況。另外,存在將通過封孔部對(duì)形成于蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室的開口部進(jìn)行封孔的結(jié)構(gòu)體稱為“封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體”的情況。封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體作為DPF那樣的捕集過濾器而被廣泛地使用。若含有粒子狀物質(zhì)的廢氣從封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的流入端面(第一端面)流入,則在廢氣通過隔壁時(shí),該廢氣中的粒子狀物質(zhì)被過濾,能夠從封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的流出端面(第二端面)排出被凈化的氣體。
以往,就封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室的形狀而言,存在四角隔室、六角隔室、HAC隔室(八邊形與四邊形組合的隔室)等。近來,組合異形的隔室、改變封孔的位置的新的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的開發(fā)正在推進(jìn)(例如,參照專利文獻(xiàn)1以及2)。根據(jù)上述的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,能夠減少使用初期的壓力損失以及PM堆積時(shí)的壓力損失雙方,并且抑制PM燃燒時(shí)的裂紋產(chǎn)生,在隔壁堆積較多的灰燼。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2014-200741號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2015-029939號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
在汽車等的內(nèi)燃機(jī)設(shè)置專利文獻(xiàn)1以及2那樣的具有特殊的隔室的形狀的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體并用作DPF的情況下,通常將封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體制成特定的大小的圓柱形狀。作為制造圓柱形狀的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的方法之一,提出了以下那樣的制造方法。首先,制作多個(gè)具有形成特殊隔室的隔壁以及覆蓋該特殊隔室的外周的單元外周壁的蜂窩單元。接下來,使用接合材料來接合多個(gè)蜂窩單元,制作蜂窩單元的接合體(以下,稱為“蜂窩單元接合體”)。接下來,將蜂窩單元接合體的外周磨削成任意的形狀,進(jìn)一步在其外周進(jìn)行涂層處理,制造封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。以下,存在將通過上述的方法而制造的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體稱為“單元結(jié)構(gòu)的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體”的情況。
在使用上述的單元結(jié)構(gòu)的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體作為用于除去PM的捕集過濾器的情況下,需要在捕集PM一定期間后,進(jìn)行再生處理,燃燒除去堆積于捕集過濾器的PM。特別地,在應(yīng)用于柴油機(jī)的情況下,燃燒除去堆積于捕集過濾器(DPF)的PM是非常重要的。在PM燃燒時(shí),有意地使廢氣升溫,為了使其升溫而使用燃料。因此,在DPF內(nèi)堆積更多的PM的狀態(tài)下,若能夠進(jìn)行DPF的再生,則能夠減少再生次數(shù),改善燃料消耗率。然而,在DPF內(nèi)堆積較多的PM的狀態(tài)下,若使該P(yáng)M燃燒,則DPF的燃燒溫度上升,存在使DPF破損的問題。在DPF再生時(shí),將不使該DPF破損的最大允許PM堆積量稱為PM堆積極限,迫切期望開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)該P(yáng)M堆積極限的提高的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。
本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)具有的問題點(diǎn)而完成的。根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)PM堆積極限的提高的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體以及封孔蜂窩單元。
用于解決課題的方案
本發(fā)明的發(fā)明人們?yōu)榱私鉀Q上述課題,專心研究的結(jié)果獲得了以下的見解。發(fā)現(xiàn)了在具有特定的隔室排列圖案的蜂窩單元中,改變?cè)摲涓C單元的外周側(cè)的部分的形狀,從而PM堆積極限提高。即,發(fā)現(xiàn)了不使蜂窩單元的隔室形狀本身變化,而使蜂窩單元的外周區(qū)域的開口率比中央?yún)^(qū)域的開口率小,從而能夠提高封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的PM堆積極限。根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種以下所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體以及封孔蜂窩單元。
[1]一種封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體具備:多個(gè)棱柱狀的蜂窩單元,其具有劃分形成多個(gè)隔室的多孔質(zhì)的隔壁及配設(shè)于最外周的單元外周壁,上述多個(gè)隔室從供流體流入的流入端面延伸至供流體流出的流出端面;接合層,其將多個(gè)上述蜂窩單元的側(cè)面彼此相互接合;以及封孔部,其配設(shè)于上述蜂窩單元的上述流入端面的預(yù)定的隔室的開口部及上述流出端面的剩余的隔室的開口部,在上述蜂窩單元,在與上述隔室延伸的方向正交的剖面中,形成有兩種以上的不同形狀的上述隔室,上述蜂窩單元具有中央?yún)^(qū)域及外周區(qū)域,上述中央?yún)^(qū)域包含與上述隔室延伸的方向正交的剖面的中央,上述外周區(qū)域位于該中央?yún)^(qū)域的外周側(cè),上述中央?yún)^(qū)域是由流入隔室包圍流出隔室的周圍的方式排列的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域,其中,上述流入隔室是指上述封孔部配設(shè)于上述流出端面的上述隔室的開口部的隔室;上述流出隔室是指上述封孔部配設(shè)于上述流入端面的上述隔室的開口部的隔室,在至少一個(gè)上述蜂窩單元的上述流入端面中,構(gòu)成為上述外周區(qū)域的開口率比上述中央?yún)^(qū)域的開口率小,上述蜂窩單元的上述單元外周壁的厚度為0.3~1.0mm,上述接合層的厚度為0.5~1.5mm。
[2]根據(jù)上述[1]所述的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,在上述蜂窩單元以具有預(yù)定的重復(fù)排列圖案的方式形成有兩種以上的不同形狀的上述隔室。
[3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,形成于上述中央?yún)^(qū)域的中央?yún)^(qū)域隔室包含上述剖面的形狀不同的兩種以上的上述隔室。
[4]根據(jù)上述[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,從上述中央?yún)^(qū)域的開口率的值減去上述外周區(qū)域的開口率的值而算出的值為10%以上。
[5]一種封孔蜂窩單元具備:棱柱狀的蜂窩單元,其具有劃分形成多個(gè)隔室的多孔質(zhì)的隔壁及配設(shè)于最外周的單元外周壁,上述多個(gè)隔室從供流體流入的流入端面延伸至供流體流出的流出端面;以及封孔部,其配設(shè)于上述蜂窩單元的上述流入端面的預(yù)定的隔室的開口部及上述流出端面的剩余的隔室的開口部,在上述蜂窩單元,在與上述隔室延伸的方向正交的剖面中,形成有兩種以上的不同形狀的上述隔室,上述蜂窩單元具有中央?yún)^(qū)域以及外周區(qū)域,上述中央?yún)^(qū)域包含與上述隔室延伸的方向正交的剖面的中央,上述外周區(qū)域位于該中央?yún)^(qū)域的外周側(cè),上述中央?yún)^(qū)域是由流入隔室包圍流出隔室的周圍的方式排列的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域,其中,上述流入隔室是指上述封孔部配設(shè)于上述流出端面的上述隔室的開口部的隔室;上述流出隔室是指上述封孔部配設(shè)于上述流入端面的上述隔室的開口部的隔室,在上述蜂窩單元的上述流入端面中,構(gòu)成為上述外周區(qū)域的開口率比上述中央?yún)^(qū)域的開口率小,上述蜂窩單元的上述單元外周壁的厚度為0.3~1.0mm。
[6]根據(jù)上述[5]所述的封孔蜂窩單元,在上述蜂窩單元以具有預(yù)定的重復(fù)排列圖案的方式形成有兩種以上的不同形狀的上述隔室。
[7]根據(jù)上述[5]或[6]所述的封孔蜂窩單元,形成于上述中央?yún)^(qū)域的中央?yún)^(qū)域隔室包含上述剖面的形狀不同的兩種以上的隔室。
[8]根據(jù)上述[5]~[7]中任一項(xiàng)所述的封孔蜂窩單元,從上述中央?yún)^(qū)域的開口率的值減去上述外周區(qū)域的開口率的值而算出的值為10%以上。
發(fā)明的效果
本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體是所謂的單元結(jié)構(gòu)的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,蜂窩單元的中央?yún)^(qū)域成為由特定的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。而且,在本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,在蜂窩單元的流入端面中,構(gòu)成為外周區(qū)域的開口率比中央?yún)^(qū)域的開口率小。另外,在本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,蜂窩單元的單元外周壁的厚度為0.3~1.0mm,接合層的厚度為0.5~1.5mm。根據(jù)如上構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,能夠提高PM堆積極限。
本發(fā)明的封孔蜂窩單元用于制成本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。使用多個(gè)本發(fā)明的封孔蜂窩單元,通過接合層將各個(gè)封孔蜂窩單元的側(cè)面彼此接合,從而能夠極其簡(jiǎn)便地制成PM堆積極限被提高的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。
附圖說明
圖1是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式的從流入端面一側(cè)觀察的立體圖。
圖2是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖3是放大圖2所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的流入端面的一部分的放大俯視圖。
圖4是放大圖2所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的流出端面的一部分的放大俯視圖。
圖5是示意性地表示圖3的A-A’的剖視圖。
圖6是示意性地表示圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的立體圖。
圖7是示意性地表示圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖8是示意性地表示圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元的從流出端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖9是從流入端面一側(cè)觀察本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式的示意性的局部放大圖。
圖10是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第二實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖11是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第三實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖12是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第四實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖13是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第五實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。
圖14是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第六實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的局部放大俯視圖。
圖中:
1、21、41、61、81、121—隔壁,2、22、42、62、82、122—隔室,2a、22a、42a、62a、82a、122a—中央?yún)^(qū)域隔室,2b、22b、42b、62b、82b、122b—外周區(qū)域隔室,2x、22x、42x、62x、82x、122x—流出隔室(預(yù)定的隔室),2y、22y、42y、62y、82y、122y—流入隔室(剩余的隔室),3、23、43、63、83、123—單元外周壁,4、24、44、64、84、124—蜂窩單元,4A、24A、44A、64A、84A、124A—封孔蜂窩單元,5、25、45、65、85、125—封孔部,6—接合層,7—蜂窩單元接合體,8—外壁,11、31、51、71、91、131—流入端面,12—流出端面,13—第一邊,14—第二邊,15—第三邊,16—第四邊,18、38、58、78、98、138—中央?yún)^(qū)域,19、39、59、79、99、139—外周區(qū)域,100—封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,P、Q—距離。
具體實(shí)施方式
以下,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明,但本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施方式。因此,應(yīng)該理解為在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi),基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的通常的知識(shí),相對(duì)于以下的實(shí)施方式適當(dāng)?shù)厥┘幼兏?、改進(jìn)等也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
(1)封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體:
如圖1~圖5所示,本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式是具備多個(gè)蜂窩單元4、接合層6以及封孔部5的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100。即,本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100是所謂的單元結(jié)構(gòu)的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。在封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100的外周進(jìn)一步具備以圍繞多個(gè)蜂窩單元4的方式配設(shè)的外壁8。
此處,圖1是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式的從流入端面一側(cè)觀察的立體圖。圖2是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。圖3是放大圖2所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的流入端面的一部分的放大俯視圖。圖4是放大圖2所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的流出端面的一部分的放大俯視圖。圖5是示意性地表示圖3的A-A’的剖視圖。另外,圖6是示意性地表示圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的立體圖。圖7是示意性地表示圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。圖8是示意性地表示圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元的從流出端面一側(cè)觀察的俯視圖。
如圖6~圖8所示,蜂窩單元4具有多孔質(zhì)的隔壁1以及配設(shè)于最外周的單元外周壁3,該多孔質(zhì)的隔壁1劃分形成多個(gè)隔室2,該多個(gè)隔室2從供流體流入的流入端面11延伸至供流體流出的流出端面12。如圖1~圖5所示,在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100中,具備多個(gè)蜂窩單元4,多個(gè)蜂窩單元4的側(cè)面彼此通過接合層6而被接合。在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100中,多個(gè)蜂窩單元4中的配置于不與外壁8連接的中央部分的蜂窩單元4形成為以從流入端面11朝向流出端面12的方向?yàn)檩S向的棱柱狀。另外,多個(gè)蜂窩單元4中的配置于與外壁8連接的外周部分的蜂窩單元4形成為呈棱柱狀形成的蜂窩單元4的一部分沿著外壁8的形狀被磨削的柱狀。
接合層6由將多個(gè)蜂窩單元4的側(cè)面彼此相互接合的接合材料構(gòu)成。存在將多個(gè)蜂窩單元4通過接合層6而接合的接合體稱為蜂窩單元接合體7的情況。
封孔部5配設(shè)于在各個(gè)蜂窩單元4形成的隔室2的開口部,對(duì)隔室2的流入端面11一側(cè)或者流出端面12一側(cè)的任意一方的開口部進(jìn)行密封。即,封孔部5配設(shè)于各個(gè)蜂窩單元4的流入端面11的預(yù)定的隔室2x的開口部以及流出端面12的預(yù)定的隔室2x以外的剩余的隔室2y的開口部。以下,存在將封孔部5配設(shè)于蜂窩單元4的流入端面11的隔室2的開口部的隔室2(即,上述的預(yù)定的隔室2x)稱為“流出隔室2x”的情況。另外,存在將封孔部5配設(shè)于蜂窩單元4的流出端面12的隔室2的開口部的隔室2(即,上述的剩余的隔室2y)稱為“流入隔室2y”的情況。另外,存在將封孔部5配設(shè)于隔室2的開口部的蜂窩單元4稱為封孔蜂窩單元4A的情況。
在蜂窩單元4,在與隔室2延伸的方向正交的剖面中,形成有至少兩種以上的不同形狀的隔室。例如,在圖6~圖8所示的蜂窩單元4形成有隔室2的形狀呈四邊形的隔室(例如,流出隔室2x)以及隔室2的形狀呈五邊形的隔室(例如,流入隔室2y)的兩種不同形狀的隔室2。以下,存在將與隔室2延伸的方向正交的剖面中的隔室2的形狀稱為“隔室形狀”、“剖面形狀”以及“剖面的形狀”的情況。
就本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100而言,蜂窩單元4的單元外周壁3的厚度為0.3~1.0mm,接合層6的厚度為0.5~1.5mm。
蜂窩單元4具有包含與隔室2延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域18以及位于該中央?yún)^(qū)域18的外周側(cè)的外周區(qū)域19。在圖7以及圖8中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域?yàn)榉涓C單元4的中央?yún)^(qū)域18,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域?yàn)榉涓C單元4的外周區(qū)域19。此外,蜂窩單元4的中央?yún)^(qū)域18與外周區(qū)域19的邊界由對(duì)形成于中央?yún)^(qū)域18的隔室(中央?yún)^(qū)域隔室2a)以及形成于外周區(qū)域19的隔室(外周區(qū)域隔室2b)進(jìn)行劃分的隔壁1形成。更具體而言,中央?yún)^(qū)域18與外周區(qū)域19的邊界為劃分中央?yún)^(qū)域隔室2a與外周區(qū)域隔室2b的隔壁1的厚度中的距中央?yún)^(qū)域隔室2a與外周區(qū)域隔室2b的中間距離(等距離)的位置。因此,中央?yún)^(qū)域18成為隔壁1的厚度中的連結(jié)距中央?yún)^(qū)域隔室2a與外周區(qū)域隔室2b的中間距離(等距離)的位置而被劃分的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。外周區(qū)域19成為隔壁1的厚度中的連結(jié)距中央?yún)^(qū)域隔室2a與外周區(qū)域隔室2b的中間距離(等距離)的位置而被劃分的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域。
中央?yún)^(qū)域18是由排列為流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。而且,外周區(qū)域19是中央?yún)^(qū)域18的外側(cè)的區(qū)域,且是不滿足上述的中央?yún)^(qū)域18的隔室排列圖案的區(qū)域。例如,在圖6~圖8所示的蜂窩單元4中,以隔室2的形狀為五邊形的流入隔室2y包圍隔室2的形狀為四邊形的流出隔室2x的周圍的方式配置有封孔部5。由此,中央?yún)^(qū)域18具有排列為流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍的隔室排列圖案。此處,“流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍”意味著在與隔室2延伸的方向正交的剖面中如下構(gòu)成。此處,如圖6~圖8所示,對(duì)流出隔室2x的隔室的形狀為四邊形的情況的例子進(jìn)行說明。首先,配置為流入隔室2y的一邊與一個(gè)流出隔室2x的四個(gè)邊的每一個(gè)鄰接。此時(shí),也可以配置為兩個(gè)以上的流入隔室2y的一邊與一個(gè)流出隔室2x的一邊鄰接。即,配置為一個(gè)流入隔室2y的一邊與一個(gè)流出隔室2x的一邊的一半的位置鄰接,另外,也可以配置為其他的流入隔室2y的一邊與一個(gè)流出隔室2x的一邊的一半以下的位置鄰接。而且,與一個(gè)流出隔室2x鄰接的流入隔室2y的全部在相互的流入隔室2y彼此之間,配置為相互的一邊鄰接。將以上述的狀態(tài)配置流入隔室2y的情況稱為“流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍”。
在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100中,至少一個(gè)蜂窩單元4(具體而言,封孔蜂窩單元4A)如下構(gòu)成。在蜂窩單元4的流入端面11中,構(gòu)成為外周區(qū)域19的開口率比中央?yún)^(qū)域18的開口率小。本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100能夠適合利用為用于除去廢氣中所含的粒子狀物質(zhì)的捕集過濾器。而且,如上所述地構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體能夠提高PM堆積極限。即,本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100與以下那樣的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體A、B相比,能夠使在再生時(shí)不破損封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的最大允許PM堆積量增多。封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體A是在蜂窩單元4的流入端面11中,外周區(qū)域19的開口率與中央?yún)^(qū)域18的開口率相同的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體B是構(gòu)成為外周區(qū)域19的開口率比中央?yún)^(qū)域18的開口率大的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。例如,以往,在單元結(jié)構(gòu)的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,蜂窩單元接合體的各蜂窩單元之間的“隔室的排列(換言之,隔室的重復(fù)單位的連續(xù)性)”不成問題。例如,在封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的全部的隔室的形狀為四邊形的相同形狀的情況下,隔室的重復(fù)最小單位為一個(gè)隔室。本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100與上述的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的全部的隔室的形狀為四邊形的相同形狀的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體相比,能夠使上述的最大允許PM堆積量增多。以下,存在將構(gòu)成為在蜂窩單元4的流入端面11中外周區(qū)域19的開口率比中央?yún)^(qū)域18的開口率小的蜂窩單元稱為“特定蜂窩單元”的情況。
如圖6~圖8所示,就形成于蜂窩單元4的流入隔室2y而言,與該流入隔室2y的中心軸方向正交的剖面形狀在外觀上呈大致五邊形。另外,就形成于蜂窩單元4的流出隔室2x而言,與該流出隔室2x的中心軸方向正交的剖面形狀在外觀上呈大致正方形。此處,上述“剖面形狀”是利用與其中心軸方向正交的平面切斷各隔室2時(shí)的其剖面所呈現(xiàn)的形狀,是指被形成隔室2的隔壁1包圍的部分的形狀。在圖6~圖8所示的蜂窩單元4中,構(gòu)成為與剖面形狀為大致五邊形的流入隔室2y相比,剖面形狀為大致正方形的流出隔室2x的剖面積相對(duì)地增大。在封孔蜂窩單元4A的外周區(qū)域19中,剖面積相對(duì)大的流出隔室2x的存在比率較高。因此,封孔蜂窩單元4A在流入端面11中,構(gòu)成為外周區(qū)域19的開口率比中央?yún)^(qū)域18的開口率小。例如,在圖9所示的距離P為2mm,距離Q為1.2mm,隔壁1的厚度為0.32mm,蜂窩單元4的流入端面11的一邊的長(zhǎng)度為41mm的情況下,中央?yún)^(qū)域18的開口率為35.4%,外周區(qū)域19的開口率為23.8%。另外,在圖9所示的距離P為2mm,距離Q為1.2mm,隔壁1的厚度為0.32mm,蜂窩單元4的流入端面11的一邊的長(zhǎng)度為40mm的情況下,中央?yún)^(qū)域18的開口率為35.4%,外周區(qū)域19的開口率為22.2%。
如圖1~圖5所示,在封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100中,在具備多個(gè)蜂窩單元4的情況下,存在配置于不與外壁8連接的中央部分的蜂窩單元4以及與外壁8連接的蜂窩單元4。此處,將配置于不與外壁8連接的中央部分的蜂窩單元4設(shè)為中央隔室,將與外壁8連接的蜂窩單元4設(shè)為外周隔室。在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100中,優(yōu)選至少一個(gè)中央隔室為特定蜂窩單元,進(jìn)一步優(yōu)選全部的中央隔室為特定蜂窩單元。此外,如已經(jīng)說明的那樣,就特定蜂窩單元而言,蜂窩單元的單元外周壁3的厚度為0.3~1.0mm。圖1~圖5所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100示出了全部的中央隔室為特定蜂窩單元的情況的例子。
在蜂窩單元4優(yōu)選以具有預(yù)定的重復(fù)排列圖案的方式形成有至少兩種以上的不同形狀的隔室2。上述的“重復(fù)排列圖案”是由至少一個(gè)流出隔室2x以及至少一個(gè)流入隔室2y構(gòu)成的排列圖案,在一個(gè)蜂窩單元4中,該排列圖案存在兩個(gè)以上。圖6~圖8所示的蜂窩單元4的中央?yún)^(qū)域18的隔室排列圖案具有預(yù)定的重復(fù)排列圖案。因此,中央?yún)^(qū)域18的隔室排列圖案為“重復(fù)排列圖案”。
在本說明書中,中央?yún)^(qū)域18的開口率能夠通過以下的方法求出。首先,求出蜂窩單元4的流入端面11中的中央?yún)^(qū)域18的面積。中央?yún)^(qū)域18是由排列為流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域,該中央?yún)^(qū)域18的面積能夠通過圖像解析等的公知的測(cè)定方法求出。此外,中央?yún)^(qū)域18的面積包含有存在于流入端面11的中央?yún)^(qū)域18的隔壁1的面積、配設(shè)于流出隔室2x的開口部的封孔部5的面積以及流入隔室2y的開口部的面積(開口面積)。中央?yún)^(qū)域18與外周區(qū)域19的邊界為對(duì)中央?yún)^(qū)域隔室2a與外周區(qū)域隔室2b進(jìn)行劃分的隔壁1的厚度中的距中央?yún)^(qū)域隔室2a與外周區(qū)域隔室2b的中間距離(等距離)的位置。接下來,求出形成于流入端面11的中央?yún)^(qū)域18的流入隔室2y的開口面積。形成于流入端面11的中央?yún)^(qū)域18的流入隔室2y的開口面積能夠通過圖像解析等的公知的測(cè)定方法求出。形成于流入端面11的中央?yún)^(qū)域18的流入隔室2y的開口面積S1除以中央?yún)^(qū)域18的面積S2所得的值的百分率(S1/S2×100%)為中央?yún)^(qū)域18的開口率。
另外,在本說明書中,外周區(qū)域19的開口率能夠通過以下的方法求出。首先,求出蜂窩單元4的流入端面11中的外周區(qū)域19的面積。外周區(qū)域19是中央?yún)^(qū)域18的外側(cè)的區(qū)域,且是不具有排列為流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍的隔室排列圖案的區(qū)域。外周區(qū)域19的面積能夠通過圖像解析等的公知的測(cè)定方法求出。此外,外周區(qū)域19的面積也能夠稱為從蜂窩單元4的流入端面11的總面積減去中央?yún)^(qū)域18的面積所得的面積。接下來,求出形成于流入端面11的外周區(qū)域19的流入隔室2y的開口面積。形成于流入端面11的外周區(qū)域19的流入隔室2y的開口面積能夠通過圖像解析等的公知的測(cè)定方法求出。形成于流入端面11的外周區(qū)域19的流入隔室2y的開口面積S3除以外周區(qū)域19的面積S4所得的值的百分率(S3/S4×100%)為外周區(qū)域19的開口率。
從中央?yún)^(qū)域的開口率的值(百分率的值)減去外周區(qū)域的開口率的值(百分率的值)所得的值優(yōu)選為10%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為13%以上,特別地優(yōu)選為15%以上。另外,從中央?yún)^(qū)域的開口率的值減去外周區(qū)域的開口率的值所得的值的上限值不被特別地限制,但例如,作為上限值,能夠列舉30%。若從中央?yún)^(qū)域的開口率的值減去外周區(qū)域的開口率的值所得的值小于10%,則中央?yún)^(qū)域的開口率與外周區(qū)域的開口率的差縮小,存在難以實(shí)現(xiàn)PM堆積極限的充分的提高的情況。
封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100的整體形狀不被特別地限制。例如,圖1所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100的整體形狀是流入端面11以及流出端面12為圓形的圓柱形狀。此外,雖省略圖示,但作為封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的整體形狀,也可以是流入端面以及流出端面為橢圓形、賽道形、長(zhǎng)圓形等大致圓形的柱形狀。另外,作為封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的整體形狀,也可以是流入端面以及流出端面為四邊形、六邊形等多邊形的棱柱形狀。
構(gòu)成蜂窩單元的材料不被特別地限制,但從強(qiáng)度、耐熱性、耐久性等的觀點(diǎn)來看,主要成分優(yōu)選是氧化物或者非氧化物的各種陶瓷、金屬等。具體而言,例如,作為陶瓷,能夠考慮堇青石、莫來石、氧化鋁、尖晶石、碳化硅、氮化硅以及鈦酸鋁等。作為金屬,能夠考慮Fe-Cr-Al系金屬以及金屬硅等。優(yōu)選將從這些材料中選擇的一種或者兩種以上作為主要成分。從高強(qiáng)度、高耐熱性等的觀點(diǎn)來看,特別地優(yōu)選將從由氧化鋁、莫來石、鈦酸鋁、堇青石、碳化硅以及氮化硅構(gòu)成的組選擇的一種或者兩種以上作為主要成分。另外,從高導(dǎo)熱率、高耐熱性等的觀點(diǎn)來看,特別地適用碳化硅或者硅-碳化硅復(fù)合材料。此處,“主要成分”意味著構(gòu)成蜂窩單元的50質(zhì)量%以上、優(yōu)選70質(zhì)量%以上、進(jìn)一步優(yōu)選80質(zhì)量%以上的成分。
封孔部的材料不被特別地限制。封孔部的材料優(yōu)選包含從作為上述的蜂窩單元的優(yōu)選的材料而列舉的各種陶瓷以及金屬等中選擇的一種或者兩種以上。
本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體通過多個(gè)蜂窩單元(更具體而言,封孔蜂窩單元)通過接合層相互接合而成。如上所述地構(gòu)成,能夠使施加于封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的熱應(yīng)力分散,能夠有效地防止因局部的溫度上升而產(chǎn)生裂紋。
針對(duì)蜂窩單元的大小,不被特別地限制。但是,若一個(gè)蜂窩單元的大小過大,則存在無法充分地發(fā)揮單元結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)亦即防止裂紋的產(chǎn)生的效果。另外,若一個(gè)蜂窩單元的大小過小,則存在利用蜂窩單元的接合層進(jìn)行的接合作業(yè)變得繁瑣的情況。
對(duì)于蜂窩單元的形狀,不被特別地限制。例如,作為蜂窩單元的形狀,能夠列舉該蜂窩單元的與軸向正交的剖面形狀為四邊形、六邊形等多邊形的棱柱形狀。此外,配設(shè)于封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的最外周的蜂窩單元也可以與封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的整體形狀對(duì)應(yīng)地通過磨削等加工棱柱形狀的一部分。
本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100的各蜂窩單元4具有配置為八個(gè)剖面形狀為大致五邊形的流入隔室2y包圍剖面形狀為大致正方形的流出隔室2x的周圍的隔室的重復(fù)排列圖案。通過如上所述地構(gòu)成,本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100與以往的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體相比,在使用為過濾器的情況下,能夠增大各蜂窩單元4的過濾面積。因此,能夠減少PM堆積時(shí)的壓力損失。另外,在如上構(gòu)成的蜂窩單元4中,流出隔室2x彼此不鄰接,流出隔室2x的周圍的全部被流入隔室2y包圍。因此,能夠增大流出隔室2x的開口率,并且能夠使流出隔室2x的個(gè)數(shù)比流入隔室2y的個(gè)數(shù)少,因此能夠減少封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100的使用初期的壓力損失。
另外,如圖1~圖5所示,剖面形狀為大致五邊形的流入隔室2y并非正五邊形,例如,優(yōu)選為其內(nèi)角從一個(gè)頂點(diǎn)開始繞順時(shí)針方向?yàn)?0°、135°、90°、90°、135°的所謂的本壘形狀。通過如上所述地構(gòu)成,四個(gè)流入隔室2y以各自的本壘形狀的前端側(cè)的角部集合的方式鄰接而形成。在四個(gè)流入隔室2y中,在各自的本壘形狀的前端側(cè)的角部集合的部分,兩個(gè)隔壁1成為相互正交的結(jié)構(gòu)。因此,能夠?qū)⒃摻遣考系牟糠值母舯?的熱容量維持為較高,能夠緩和PM燃燒時(shí)的熱應(yīng)力。
如圖9所示,形成流出隔室2x的第一邊13的隔壁1與形成流出隔室2x的與第一邊13對(duì)置的第二邊14的隔壁1的距離亦即距離P優(yōu)選為超過0.8mm且小于2.4mm的范圍。此處,距離P是指連結(jié)形成第一邊13的隔壁1的厚度方向的中心與形成所對(duì)置的第二邊14的隔壁1的厚度方向的中心的最短距離。另外,如圖9所示,將形成與流出隔室2x的一邊大致平行地鄰接的流入隔室2y的第三邊15的隔壁1與形成流入隔室2y的與第三邊15對(duì)置的第四邊16的隔壁1的距離設(shè)為距離Q。距離Q相對(duì)于距離P的比率優(yōu)選為超過0.4且小于1.1的范圍。此處,距離Q是指連結(jié)形成第三邊15的隔壁1的厚度方向的中心與形成所對(duì)置的第四邊16的隔壁1的厚度方向的中心的最短距離。通過將距離P以及距離Q的關(guān)系做成上述的范圍,初期的壓力損失以及PM堆積時(shí)的壓力損失均衡地減少,因此優(yōu)選。此處,圖9是從流入端面一側(cè)觀察本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一實(shí)施方式的示意的局部放大圖。
蜂窩單元的單元外周壁的厚度為0.3~1.0mm,優(yōu)選為0.3~0.8mm,特別地優(yōu)選為0.4~0.6mm。若蜂窩單元的單元外周壁的厚度小于0.3mm,則存在蜂窩單元的強(qiáng)度降低的情況,這一點(diǎn)并不優(yōu)選。若蜂窩單元的單元外周壁的厚度超過1.0mm,則存在壓力損失增高的情況,這一點(diǎn)并不優(yōu)選。
接合層的厚度為0.5~1.5mm,優(yōu)選為0.7~1.3mm,特別地優(yōu)選為0.8~1.2mm。若接合層的厚度小于0.5mm,則存在PM堆積極限降低的情況,這一點(diǎn)并不優(yōu)選。若接合層的厚度超過1.5mm,則存在壓力損失增高的情況,這一點(diǎn)并不優(yōu)選。
另外,在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,優(yōu)選形成于中央?yún)^(qū)域的隔室(中央?yún)^(qū)域隔室2a)包含剖面形狀不同的兩種以上的隔室。在圖1~圖5所示的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體100中,剖面形狀為大致正方形的流出隔室2x是第一個(gè)剖面形狀的中央?yún)^(qū)域隔室2a,剖面形狀為大致五邊形的流入隔室2y是第二個(gè)剖面形狀的中央?yún)^(qū)域隔室2a。通過如上所述地構(gòu)成,由至少兩種以上的不同剖面形狀的隔室良好地形成預(yù)定的重復(fù)排列圖案。此外,在隔室的剖面形狀為多邊形的情況下,該多邊形的角部也可以呈具有R部的彎曲形狀。例如,大致正方形通稱剖面形狀為正方形以及形成為正方形的至少一個(gè)角部具有R部的彎曲形狀的形狀。相同地,大致五邊形通稱剖面形狀為五邊形以及形成為五邊形的至少一個(gè)角部具有R部的彎曲形狀的形狀。
對(duì)于隔壁1的厚度,不被特別地限制。例如,存在于一個(gè)隔室2的一邊與大致平行于該一個(gè)隔室2而鄰接的其他的隔室2的一邊之間的隔壁1的厚度優(yōu)選為0.07~0.51mm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.10~0.46mm,特別地優(yōu)選為0.12~0.38mm。若隔壁1的厚度比0.07mm小,則存在蜂窩單元4的成形變得困難的情況,因此并不優(yōu)選。另外,若隔壁1的厚度比0.51mm大,則從過濾面積確保、壓力損失減少的觀點(diǎn)來看并不優(yōu)選。
另外,在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,能夠?qū)⒏鱾€(gè)蜂窩單元如下構(gòu)成的情況列舉為優(yōu)選例之一。在流入隔室2y中,幾何學(xué)的表面積GSA優(yōu)選為10~30cm2/cm3,進(jìn)一步優(yōu)選為12~18cm2/cm3。上述的“幾何學(xué)的表面積GSA”為將流入隔室2y的全部?jī)?nèi)表面積(S)除以蜂窩單元的總?cè)莘e(V)的值(S/V)。通常,過濾器的過濾面積越大,越能夠減少向隔壁堆積的PM堆積厚度,因此通過做成上述的幾何學(xué)的表面積GSA的數(shù)值范圍,能夠?qū)⒎饪追涓C結(jié)構(gòu)體的壓力損失抑制為較低。因此,若流入隔室2y的幾何學(xué)的表面積GSA比10cm2/cm3小,則存在導(dǎo)致PM堆積時(shí)的壓力損失增加的情況,因此并不優(yōu)選。另外,若比30cm2/cm3大,則存在初期的壓力損失增加的情況,因此并不優(yōu)選。
在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,流入隔室2y的隔室剖面開口率優(yōu)選為20~70%,進(jìn)一步優(yōu)選為25~65%。若流入隔室2y的隔室剖面開口率比20%小,則存在初期的壓力損失增加的情況,因此并不優(yōu)選。另外,若流入隔室2y的隔室剖面開口率比70%大,則過濾流速加快,因此PM的捕集效率降低,還存在隔壁1的強(qiáng)度小于的情況,因此并不優(yōu)選。“流入隔室2y的隔室剖面開口率”意味著封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的與中心軸方向垂直的剖面中的、“流入隔室2y的剖面積的總和”相對(duì)于“形成于封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁1整體的剖面積”與“全部的隔室2的剖面積的總和”的合計(jì)的比率。
在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,多個(gè)隔室2的各自的水力直徑優(yōu)選為0.5~2.5mm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.8~2.2mm。若多個(gè)隔室2的各自的水力直徑比0.5mm小,則存在初期的壓力損失增加的情況,因此并不優(yōu)選。另外,若多個(gè)隔室2的各自的水力直徑比2.5mm大,則廢氣與隔壁1的接觸面積減少,存在凈化效率降低的情況,因此并不優(yōu)選。此處,多個(gè)隔室2的各自的水力直徑是基于各隔室2的剖面積以及周長(zhǎng),通過4×(剖面積)/(周長(zhǎng))來計(jì)算出的值。隔室2的剖面積是指在封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的與中心軸方向垂直的剖面呈現(xiàn)的隔室的形狀(剖面形狀)的面積,隔室的周長(zhǎng)是指其隔室的剖面形狀的周圍的長(zhǎng)度(包圍該剖面的閉合的線的長(zhǎng)度)。
鑒于初期的壓力損失、PM堆積時(shí)的壓力損失以及捕集效率的折衷,在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,優(yōu)選同時(shí)滿足以下的構(gòu)成。即,優(yōu)選同時(shí)滿足流入隔室2y的幾何學(xué)的表面積GSA為10~30cm2/cm3、流入隔室2y的隔室剖面開口率為20~70%以及多個(gè)隔室2的各自的水力直徑為0.5~2.5mm。另外,進(jìn)一步優(yōu)選同時(shí)滿足流入隔室2y的幾何學(xué)的表面積GSA為12~18cm2/cm3、流入隔室2y的隔室剖面開口率為25~65%以及多個(gè)隔室2的各自的水力直徑為0.8~2.2mm。
在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,也可以在形成多個(gè)隔室2的隔壁1擔(dān)載催化劑。在隔壁1擔(dān)載催化劑是指在隔壁1的表面以及形成于隔壁1的細(xì)孔的內(nèi)壁涂覆催化劑。作為催化劑的種類,能夠列舉包含SCR催化劑(沸石、二氧化鈦、釩)、Pt、Rh、Pd中的至少兩種貴金屬、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯的至少一種三元催化劑等。通過擔(dān)載上述的催化劑,能夠使從直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等被排出的廢氣所含的NOx、CO、HC等無毒化,并且通過催化劑作用使堆積于隔壁1的表面的PM容易燃燒除去。
在本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,擔(dān)載上述的催化劑的方法不被特別地限制,能夠采用本領(lǐng)域技術(shù)人員通常采用的方法。具體而言,能夠列舉對(duì)催化劑漿料進(jìn)行洗涂,并干燥、燒成的方法等。
以下,對(duì)本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他的實(shí)施方式(第二實(shí)施方式~第六實(shí)施方式)進(jìn)行說明。在第二實(shí)施方式~第六實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體中,封孔蜂窩單元的構(gòu)成除了與第一實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元不同以外,優(yōu)選構(gòu)成為與第一實(shí)施方式相同。此處,圖10是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第二實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。圖11是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第三實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。圖12是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第四實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。圖13是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第五實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的俯視圖。圖14是示意性地表示本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的第六實(shí)施方式所使用的封孔蜂窩單元的從流入端面一側(cè)觀察的局部放大俯視圖。
第二實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體是使用圖10所示的封孔蜂窩單元24A而構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。蜂窩單元24具有劃分形成多個(gè)隔室22的多孔質(zhì)的隔壁21以及配設(shè)于最外周的單元外周壁23。封孔部25配設(shè)于蜂窩單元24的流出隔室22x的開口部以及流入隔室22y的開口部。在圖10中,附圖標(biāo)記22a表示中央?yún)^(qū)域隔室,附圖標(biāo)記22b表示外周區(qū)域隔室。
蜂窩單元24具有包含與隔室22延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域38以及位于該中央?yún)^(qū)域38的外周側(cè)的外周區(qū)域39。在圖10中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元24的中央?yún)^(qū)域38,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元24的外周區(qū)域39。中央?yún)^(qū)域38是由排列為流入隔室22y包圍流出隔室22x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。在圖10所示的蜂窩單元24中,以隔室22的形狀為五邊形的流入隔室22y包圍隔室22的形狀為四邊形的流出隔室22x的周圍的方式配置有封孔部25。在蜂窩單元24的流入端面31中,構(gòu)成為外周區(qū)域39的開口率比中央?yún)^(qū)域38的開口率小。
就該封孔蜂窩單元24A而言,蜂窩單元24的單元外周壁23的厚度為0.3~1.0mm。另外,就使用該封孔蜂窩單元24A的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體而言,接合層6的厚度為0.5~1.5mm。
第三實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體是使用圖11所示的封孔蜂窩單元44A而構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。蜂窩單元44具有劃分形成多個(gè)隔室42的多孔質(zhì)的隔壁41以及配設(shè)于最外周的單元外周壁43。封孔部45配設(shè)于蜂窩單元44的流出隔室42x的開口部以及流入隔室42y的開口部。在圖11中,附圖標(biāo)記42a表示中央?yún)^(qū)域隔室,附圖標(biāo)記42b表示外周區(qū)域隔室。
蜂窩單元44具有包含與隔室42延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域58以及位于該中央?yún)^(qū)域58的外周側(cè)的外周區(qū)域59。在圖11中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元44的中央?yún)^(qū)域58,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元44的外周區(qū)域59。中央?yún)^(qū)域58是由排列為流入隔室42y包圍流出隔室42x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。在圖11所示的蜂窩單元44中,以隔室42的形狀為五邊形的流入隔室42y包圍隔室42的形狀為四邊形的流出隔室42x的周圍的方式配置有封孔部45。即,圖11所示的封孔蜂窩單元44A具有由剖面形狀為四邊形的流出隔室42x與剖面形狀為五邊形的流入隔室42y構(gòu)成的“重復(fù)排列圖案”。
即使在圖11所示的封孔蜂窩單元44A中,在蜂窩單元44的流入端面51中,也構(gòu)成為外周區(qū)域59的開口率比中央?yún)^(qū)域58的開口率小。
第四實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體是使用圖12所示的封孔蜂窩單元64A而構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。蜂窩單元64具有劃分形成多個(gè)隔室62的多孔質(zhì)的隔壁61以及配設(shè)于最外周的單元外周壁63。封孔部65配設(shè)于蜂窩單元64的流出隔室62x的開口部以及流入隔室62y的開口部。在圖12中,附圖標(biāo)記62a表示中央?yún)^(qū)域隔室,附圖標(biāo)記62b表示外周區(qū)域隔室。
蜂窩單元64具有包含與隔室62延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域78以及位于該中央?yún)^(qū)域78的外周側(cè)的外周區(qū)域79。在圖12中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元64的中央?yún)^(qū)域78,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元64的外周區(qū)域79。中央?yún)^(qū)域78是由排列為流入隔室62y包圍流出隔室62x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。另外,圖12所示的封孔蜂窩單元64A具有由剖面形狀為八邊形的流出隔室62x、剖面形狀為四邊形以及八邊形的流入隔室62y構(gòu)成的“重復(fù)排列圖案”。
即使在圖12所示的封孔蜂窩單元64A中,在蜂窩單元64的流入端面71中,也構(gòu)成為外周區(qū)域79的開口率比中央?yún)^(qū)域78的開口率小。
第五實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體是使用圖13所示的封孔蜂窩單元84A而構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。蜂窩單元84具有劃分形成多個(gè)隔室82的多孔質(zhì)的隔壁81以及配設(shè)于最外周的單元外周壁83。封孔部85配設(shè)于蜂窩單元84的流出隔室82x的開口部以及流入隔室82y的開口部。在圖13中,附圖標(biāo)記82a表示中央?yún)^(qū)域隔室,附圖標(biāo)記82b表示外周區(qū)域隔室。
蜂窩單元84具有包含與隔室82延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域98以及位于該中央?yún)^(qū)域98的外周側(cè)的外周區(qū)域99。在圖13中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元84的中央?yún)^(qū)域98,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元84的外周區(qū)域99。中央?yún)^(qū)域98是由排列為流入隔室82y包圍流出隔室82x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。另外,圖11所示的封孔蜂窩單元84A具有由剖面形狀為八邊形的流出隔室82x、剖面形狀為四邊形以及八邊形的流入隔室82y構(gòu)成的“重復(fù)排列圖案”。
即使在圖13所示的封孔蜂窩單元84A中,在蜂窩單元84的流入端面91中,也構(gòu)成為外周區(qū)域99的開口率比中央?yún)^(qū)域98的開口率小。
第六實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體是使用圖14所示的封孔蜂窩單元124A而構(gòu)成的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。蜂窩單元124具有劃分形成多個(gè)隔室122的多孔質(zhì)的隔壁121以及配設(shè)于最外周的單元外周壁123。封孔部125配設(shè)于蜂窩單元124的流出隔室122x的開口部以及流入隔室122y的開口部。在圖14中,附圖標(biāo)記122a表示中央?yún)^(qū)域隔室,附圖標(biāo)記122b表示外周區(qū)域隔室。
蜂窩單元124具有包含與隔室122延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域138以及位于該中央?yún)^(qū)域138的外周側(cè)的外周區(qū)域139。在圖14中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元124的中央?yún)^(qū)域138,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元124的外周區(qū)域139。中央?yún)^(qū)域138是由排列為流入隔室122y包圍流出隔室122x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。在圖14所示的蜂窩單元124中,以隔室122的形狀為六邊形的流入隔室122y包圍隔室122的形狀為四邊形的流出隔室122x的周圍的方式配置有封孔部125。即,圖14所示的封孔蜂窩單元124A具有由剖面形狀為四邊形的流出隔室122x、剖面形狀為六邊形的流入隔室122y構(gòu)成的“重復(fù)排列圖案”。
即使在圖14所示的封孔蜂窩單元124A中,在蜂窩單元124的流入端面131中,也構(gòu)成為外周區(qū)域139的開口率比中央?yún)^(qū)域138的開口率小。
另外,第一實(shí)施方式~第六實(shí)施方式的封孔蜂窩單元構(gòu)成為由隔壁形成的隔室的整體配置在與封孔蜂窩單元的軸向正交的剖面中為線對(duì)稱。雖省略圖示,但對(duì)于封孔蜂窩單元而言,由隔壁形成的隔室的整體配置也可以在與封孔蜂窩單元的軸向正交的剖面中不線對(duì)稱。即使在上述的封孔蜂窩單元中,在蜂窩單元的流入端面中,也構(gòu)成為外周區(qū)域的開口率比中央?yún)^(qū)域的開口率小,從而能夠獲得與第一實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體相同的效果。
(2)封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法:
對(duì)于圖1~圖5所示的本實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,不被特別地限制,例如,能夠通過以下那樣的方法進(jìn)行制造。首先,對(duì)用于制作蜂窩單元的可塑性的坯土進(jìn)行調(diào)制。用于制作蜂窩單元的坯土,作為原料粉末,能夠通過對(duì)從上述的蜂窩單元的優(yōu)選的材料中選擇的材料適當(dāng)?shù)靥砑诱澈蟿┑忍砑觿┮约八{(diào)制。作為原料粉末,例如,能夠使用碳化硅粉末。作為粘合劑,例如能夠列舉甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素等。另外,作為添加劑,能夠列舉表面活性劑等。
接下來,對(duì)如上獲得的坯土進(jìn)行擠壓成形,從而制作具有對(duì)多個(gè)隔室進(jìn)行劃分形成的隔壁以及配設(shè)于最外周的單元外周壁的棱柱狀的蜂窩成形體。制作多個(gè)蜂窩成形體。
例如,通過微波以及熱風(fēng)對(duì)所獲得的蜂窩成形體進(jìn)行干燥,以與蜂窩成形體的制作所使用的材料相同的材料,對(duì)隔室的開口部進(jìn)行封孔,從而制作封孔部。在制作封孔部后,也可以對(duì)蜂窩成形體進(jìn)一步進(jìn)行干燥。
接下來,通過對(duì)制成封孔部的蜂窩成形體進(jìn)行燒成,獲得封孔蜂窩單元。燒成溫度以及燒成氣氛因原料而不同,若為本領(lǐng)域技術(shù)人員,則能夠針對(duì)選擇出的材料選擇最佳的燒成溫度以及燒成氣氛。接下來,使用接合材料將多個(gè)封孔蜂窩單元相互接合,在對(duì)其干燥固化后,對(duì)外周進(jìn)行加工,使其成為所希望的形狀,由此能夠獲得單元結(jié)構(gòu)的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。作為接合材料,能夠使用對(duì)陶瓷材料添加水等溶劑而形成糊狀的材料。另外,對(duì)封孔蜂窩單元的接合體的外周進(jìn)行加工后的加工面為隔室露出的狀態(tài),因此如圖1所示,也可以對(duì)其加工面涂覆外周涂層材料而形成外壁8。作為外周涂層材料的材料,例如,能夠使用與接合材料的材料相同的材料。
(3)封孔蜂窩單元:
接下來,對(duì)本發(fā)明的封孔蜂窩單元的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的封孔蜂窩單元是至此說明的第一實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元。
本實(shí)施方式的封孔蜂窩單元是具備圖6~圖8所示的蜂窩單元4以及封孔部5的封孔蜂窩單元。蜂窩單元4具有劃分形成多個(gè)隔室2的多孔質(zhì)的隔壁1以及配設(shè)于最外周的單元外周壁3,該多個(gè)隔室2從供流體流入的流入端面11延伸至供流體流出的流出端面12。封孔部5配設(shè)在形成于各個(gè)蜂窩單元4的隔室2的開口部,對(duì)隔室2的流入端面11一側(cè)或者流出端面12一側(cè)的任意一方的開口部進(jìn)行密封。另外,就本實(shí)施方式的封孔蜂窩單元4A而言,蜂窩單元4的單元外周壁3的厚度為0.3~1.0mm。
蜂窩單元4具有包含與隔室2延伸的方向正交的剖面的中央的中央?yún)^(qū)域18以及位于該中央?yún)^(qū)域18的外周側(cè)的外周區(qū)域19。在圖7以及圖8中,被虛線包圍的內(nèi)側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元4的中央?yún)^(qū)域18,被虛線包圍的區(qū)域的外側(cè)的區(qū)域是蜂窩單元4的外周區(qū)域19。中央?yún)^(qū)域18是由排列為流入隔室2y包圍流出隔室2x的周圍的隔室排列圖案構(gòu)成的區(qū)域。而且,外周區(qū)域19是中央?yún)^(qū)域18的外側(cè)的區(qū)域,且是不滿足上述的中央?yún)^(qū)域18的隔室排列圖案的區(qū)域。
本實(shí)施方式的封孔蜂窩單元4A在蜂窩單元4的流入端面11中,構(gòu)成為外周區(qū)域19的開口率比中央?yún)^(qū)域18開口率小。如上所述地構(gòu)成的本實(shí)施方式的封孔蜂窩單元能夠作為用于制成第一實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩單元而適當(dāng)?shù)厥褂谩?/p>
作為本實(shí)施方式的封孔蜂窩單元,能夠?qū)⒌谝粚?shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元列舉為優(yōu)選例。
作為本發(fā)明的封孔蜂窩單元的其他的實(shí)施方式,能夠?qū)D10~圖13所示的第二實(shí)施方式~第六實(shí)施方式的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體所使用的封孔蜂窩單元列舉為優(yōu)選例。
【實(shí)施例】
(實(shí)施例1)
作為陶瓷原料,準(zhǔn)備以80:20的質(zhì)量比例混合碳化硅(SiC)粉末與金屬硅(Si)粉末的混合原料。向該混合原料添加作為粘合劑的羥丙基甲基纖維素、作為造孔材料的吸水性樹脂,并且添加水而制成成形原料。使用捏合機(jī)對(duì)所獲得的成形原料進(jìn)行混煉,獲得坯土。
接下來,使用真空擠壓成形機(jī)對(duì)所獲得的坯土進(jìn)行成形,制成16個(gè)具有與圖7所示的封孔蜂窩單元4A相同的重復(fù)排列圖案的四棱柱形狀的蜂窩單元。此外,“與圖7所示的封孔蜂窩單元4A相同的重復(fù)排列圖案”是指排列為剖面形狀為五邊形的八個(gè)流入隔室包圍剖面形狀為正方形的流出隔室的周圍的重復(fù)排列圖案。
接下來,在對(duì)所獲得的蜂窩單元進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱干燥后,使用熱風(fēng)干燥機(jī)以120℃干燥兩個(gè)小時(shí)。此外,在干燥時(shí),以蜂窩單元的流出端面成為鉛垂向下的方式進(jìn)行配置來進(jìn)行干燥。
在干燥后的蜂窩單元形成封孔部。首先,對(duì)蜂窩單元的流入端面實(shí)施掩模。接下來,將實(shí)施了掩模的端部(流入端面一側(cè)的端部)浸漬于封孔漿料,在未實(shí)施掩模的隔室(流出隔室)的開口部填充封孔漿料。這樣,在蜂窩單元的流入端面一側(cè)形成封孔部。而且,針對(duì)干燥后的蜂窩單元的流出端面,也相同地在流入隔室形成封孔部。
而且,對(duì)形成有封孔部的蜂窩單元進(jìn)行脫脂、燒成,獲得封孔蜂窩單元。脫脂的條件以550℃進(jìn)行三個(gè)小時(shí),燒成的條件在氬氣氛下,以1450℃,進(jìn)行兩個(gè)小時(shí)。此外,在燒成時(shí),以形成有封孔部的蜂窩單元的流出端面成為鉛垂向下的方式進(jìn)行配置來進(jìn)行燒成。
在制成的封孔蜂窩單元中,與圖7所示的封孔蜂窩單元4A相同地,在最外周形成有四邊形的流出隔室2x與四邊形的流入隔室2y。此外,形成于最外周的四邊形的流入隔室2y包含五邊形的流入隔室2y的形狀的一部分。在實(shí)施例1中所制成的封孔蜂窩單元由形成于最外周的四邊形的流出隔室2x、四邊形的流入隔室2y以及形成于最外周側(cè)的五邊形的流入隔室2y形成外周區(qū)域19。而且,比該外周區(qū)域19更靠?jī)?nèi)側(cè)的區(qū)域?yàn)橹醒雲(yún)^(qū)域18。將如上述那樣構(gòu)成流入隔室以及流出隔室的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)作為“A”。在表1的“設(shè)計(jì)”一欄表示實(shí)施例1所使用的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)。
對(duì)于所制成的封孔蜂窩單元而言,與軸向正交的剖面為正方形,其正方形的一邊的長(zhǎng)度(隔室尺寸)為39.7mm。另外,蜂窩單元的軸向的長(zhǎng)度為152.4mm。另外,在封孔蜂窩單元中,圖7所示的距離P為2.0mm,距離Q為1.2mm,隔壁的厚度為0.32mm。在表1表示“隔室尺寸(一邊)[mm]”、“隔壁的厚度[mm]”、“距離P[mm]”以及“距離Q[mm]”的值。
在所制成的封孔蜂窩單元中,流入端面的中央?yún)^(qū)域的開口率為35%。另外,在所制成的封孔蜂窩單元中,流入端面的外周區(qū)域的開口率為22%。從流入端面的中央?yún)^(qū)域的開口率的值減去外周區(qū)域的開口率的值所得的值為13%。在表1表示“流入端面的中央?yún)^(qū)域的開口率”、“流入端面的外周區(qū)域的開口率”以及“開口率差”的值。此外,“開口率差”意味著從流入端面的中央?yún)^(qū)域的開口率的值減去外周區(qū)域的開口率的值所得的值。另外,所制成的封孔蜂窩單元的單元外周壁的厚度為0.5mm。在表1的“單元外周壁厚度[mm]”一欄表示單元外周壁的厚度。
使用接合材料(陶瓷水泥)接合16個(gè)燒成結(jié)束的封孔蜂窩單元而進(jìn)行一體化。接合材料以無機(jī)粒子、無機(jī)粘合劑為主要成分,作為副成分包含有機(jī)粘合劑、表面活性劑、發(fā)泡樹脂、水等。作為無機(jī)粒子使用板狀粒子,作為無機(jī)粘合劑使用膠態(tài)氧化硅(硅溶膠)。作為板狀粒子,使用云母。將一體化地接合16個(gè)蜂窩單元的蜂窩單元接合體的外周磨削加工為圓柱狀,在其外周面涂覆涂層材料,從而獲得實(shí)施例1的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。實(shí)施例1的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的端面的直徑為143.8mm。涂層材料包含陶瓷粉末、水、結(jié)合材料。由接合材料形成的接合層的寬度為1mm。在表1的“接合寬度[mm]”一欄表示接合層的寬度。
【表1】
(實(shí)施例2~14)
如表1那樣變更設(shè)計(jì)、隔室尺寸、隔壁的厚度、距離P、距離Q、流入端面的中央?yún)^(qū)域的開口率、流入端面的外周區(qū)域的開口率、接合寬度以及單元外周壁厚度,制成實(shí)施例2~14的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。制成封孔蜂窩單元的陶瓷原料使用與實(shí)施例1相同地被調(diào)制的陶瓷原料。
在實(shí)施例3中,制成16個(gè)具有與圖11所示的封孔蜂窩單元44A相同的重復(fù)排列圖案的四棱柱形狀的蜂窩單元。在所制成的封孔蜂窩單元中,與圖11所示的封孔蜂窩單元44A相同地形成有外周區(qū)域59。即,由形成于最外周的三角形的流入隔室42y、形成于最外周側(cè)的四邊形的流出隔室42x以及存在于該流出隔室42x的周圍的五邊形的流入隔室42y形成外周區(qū)域59。而且,比該外周區(qū)域59更靠?jī)?nèi)側(cè)的區(qū)域?yàn)橹醒雲(yún)^(qū)域58。將如上述那樣構(gòu)成流入隔室以及流出隔室的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)作為“B”。在表1的“設(shè)計(jì)”一欄表示實(shí)施例3所使用的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)。
在實(shí)施例12中,制成16個(gè)具有與圖12所示的封孔蜂窩單元64A相同的重復(fù)排列圖案的四棱柱形狀的蜂窩單元。在所制成的封孔蜂窩單元中,與圖12所示的封孔蜂窩單元64A相同地,由形成于最外周的流入隔室62y以及流出隔室62x形成外周區(qū)域79。而且,比該外周區(qū)域79更靠?jī)?nèi)側(cè)的區(qū)域?yàn)橹醒雲(yún)^(qū)域78。將如上述那樣構(gòu)成流入隔室以及流出隔室的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)作為“C”。在表1的“設(shè)計(jì)”一欄表示實(shí)施例12所使用的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)。
在實(shí)施例13中,制成16個(gè)具有與圖13所示的封孔蜂窩單元84A相同的重復(fù)排列圖案的四棱柱形狀的蜂窩單元。在所制成的封孔蜂窩單元中,與圖13所示的封孔蜂窩單元84A相同地,由形成于最外周的流入隔室82y、比形成于最外周的流入隔室82y更形成于一個(gè)內(nèi)側(cè)的流入隔室82y以及流出隔室82x形成外周區(qū)域99。而且,比該外周區(qū)域99更靠?jī)?nèi)側(cè)的區(qū)域?yàn)橹醒雲(yún)^(qū)域98。將如上述那樣構(gòu)成流入隔室以及流出隔室的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)作為“D”。在表1的“設(shè)計(jì)”一欄表示實(shí)施例13所使用的封孔蜂窩單元的設(shè)計(jì)。
(比較例1~11)
如表1那樣變更設(shè)計(jì)、隔室尺寸、隔壁的厚度、距離P、距離Q、流入端面的中央?yún)^(qū)域的開口率、流入端面的外周區(qū)域的開口率、接合寬度以及單元外周壁厚度,制成比較例1~11的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體。所制成封孔蜂窩單元的陶瓷原料使用與實(shí)施例1相同地被調(diào)制的陶瓷原料。
針對(duì)實(shí)施例1~14以及比較例1~11的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體,通過以下的方法,進(jìn)行PM堆積極限(裂紋極限)以及壓力損失的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表示于表1。
(PM堆積極限(裂紋極限))
將實(shí)施例1~14以及比較例1~11的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體搭載于排氣量2.0L的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng),使煤煙堆積于該過濾器。接下來,使廢氣溫度以3℃/秒上升至650℃。然后,在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)下變更條件使氣體流量急劇地減少。在上述的條件下,進(jìn)行過濾器的再生。使過濾器內(nèi)的煤煙的堆積比例逐漸增加,重復(fù)進(jìn)行該試驗(yàn)(過濾器的再生)。然后,調(diào)查了在過濾器不產(chǎn)生裂紋的最大的煤煙的堆積比例。將此時(shí)的煤煙的堆積比例設(shè)為“裂紋極限”。
評(píng)價(jià)A:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為+1.5g/L以上。
評(píng)價(jià)B:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為+1.0g/L以上。
評(píng)價(jià)C:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為+0.5g/L以上。
評(píng)價(jià)D:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為小于+0.5g/L。
(壓力損失)
首先,將比較例1的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體安裝于搭載排氣量2.0L的轎車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車的排氣系統(tǒng)。使用該轎車,作為利用底盤測(cè)功機(jī)的車輛試驗(yàn),測(cè)定了滿載上升時(shí)的壓力損失。具體而言,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以3分鐘/步驟每次1000rpm地上升至5000rpm,測(cè)定各步驟中的壓力損失。將比較例1的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失設(shè)為壓力損失評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)值。接下來,以與比較例1相同的方法,測(cè)定實(shí)施例1~14以及比較例2~11的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的壓力損失。將各實(shí)施例以及比較例的壓力損失的值與作為基準(zhǔn)值的比較例1的壓力損失的值進(jìn)行比較,通過以下的評(píng)價(jià)基準(zhǔn),進(jìn)行壓力損失評(píng)價(jià)。此外,在評(píng)價(jià)時(shí),使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速5000rpm時(shí)的壓力損失。
評(píng)價(jià)A:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為-5%以下。
評(píng)價(jià)B:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為+5%以下。
評(píng)價(jià)C:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為+15%以下。
評(píng)價(jià)D:以比較例1為基準(zhǔn),在比較例1比中為超過+15%。
(結(jié)果)
實(shí)施例1~14的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的PM堆積極限的評(píng)價(jià)結(jié)果為C以上。另一方面,比較例1、2、11的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的PM堆積極限的評(píng)價(jià)結(jié)果均為D。因此,能夠確認(rèn)在蜂窩單元的流入端面,構(gòu)成為外周區(qū)域的開口率比中央?yún)^(qū)域的開口率小的實(shí)施例1~14的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體提高PM堆積極限。另外,接合層的厚度為1.6mm的比較例3、7的壓力損失的評(píng)價(jià)結(jié)果為D。另外,接合層的厚度為0.4mm的比較例4、8的PM堆積極限的評(píng)價(jià)結(jié)果為D。另外,單元外周壁的厚度為1.1mm的比較例5、9的PM堆積極限以及壓力損失的評(píng)價(jià)結(jié)果均為D。另外,單元外周壁的厚度為0.2mm的比較例6、10的PM堆積極限的評(píng)價(jià)結(jié)果為D。通過以上的結(jié)果,針對(duì)接合層的厚度以及單元外周壁的厚度,給予PM堆積極限以及壓力損失的影響也較大,將單元外周壁的厚度設(shè)為0.3~1.0mm,將接合層的厚度設(shè)為0.5~1.5mm,從而能夠提高PM堆積極限的同時(shí)減少壓力損失。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體能夠利用為用于除去從直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等被排出的廢氣所含的微粒等的捕集過濾器。另外,本發(fā)明的封孔蜂窩單元能夠利用于本發(fā)明的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造。